Von der Berechnung der Lichtgeschwindigkeit

Von der Berechnung der Lichtgeschwindigkeit

Anhand astronomischer Beobachtungen machte der dänische Astronom Olaf Römer im Jahre 1675 von Paris aus eine bedeutende physikalische Beobachtung; die Geschwindigkeit des Lichts.

Eigentlich wollte er nur die vier hellsten und innersten Monde des Jupiters beobachten. Daher stoppte er die zeit vom Eintritt des innersten Jupitermonds in den Schatten des Jupiters, bis zum nächsten (von A wieder zu A). Also ab dann, wenn man den Jupitermond von der Erde aus nicht mehr sieht, weil er nicht mehr beschienen wird (Verfinsterung). Diese Zeit betrug 42.5 Stunden. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Erde in der Opposition (E1).

Nach 100 Umläufen sollte man also eigentlich nach 100*42.5 Stunden wieder eine Verfinsterung beobachten können. Genau dies berechnete Römer auch. Als er es aber nach etwa einem halben Jahr kontrollieren wollte, war der Jupitermond 986 (etwa 17 min) Sekunden im Verzug. Die Erde stand nun in der Konjunktion (E3). Hatte er sich verrechnet? Nein. Er stellte fest, dass diese Verspätung nur daran liegen konnte, dass sich die Erde in dieser Zeit bewegt hatte und nun weiter vom Jupiter entfernt war, als in der Opposition. Das Licht braucht daher auch länger, der Vorgang ist dementsprechend später auf der Erde zu beobachten. Das Licht musste also zusätzlich den Erdumlaufsdurchmesser zurücklegen. Man wusste zu dieser Zeit bereits, dass der 300'000'000 km beträgt.

Mit diesen Zahlen war es ihm möglich, die Geschwindigkeit des Lichts nachzuweisen, und auch zu berechnen:

s = 3.1011 m : t = 103 s = 300000 km/s.

Genaugenommen bestimmte Olaf Römer mit seiner Methode die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Die Lichtgeschwindigkeit im stoffgefüllten Raum ist kleiner als im Vakuum.